淺析采礦工程專業(yè)CAD制圖課程教學(xué)探討論文
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摘要：用CAD（computer aided design-計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)）制圖是工科專業(yè)學(xué)生必備的一項(xiàng)基本技能。CAD制圖是一門實(shí)用性和操作性非常強(qiáng)的基礎(chǔ)型課程。CAD課程的教學(xué)會(huì)因?qū)I(yè)不同而有所差異。筆者針對(duì)采礦工程專業(yè)的特點(diǎn)從CAD制圖課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式三個(gè)方面談了自己的教學(xué)體會(huì)，以期達(dá)到促進(jìn)同行交流，提高教學(xué)質(zhì)量的目的。
工程圖紙是工程師的語(yǔ)言，是設(shè)計(jì)者表達(dá)設(shè)計(jì)思想和設(shè)計(jì)理念的一種形式。如今，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速發(fā)展，各行各業(yè)手工繪圖已經(jīng)成為歷史，普遍采用計(jì)算機(jī)繪圖[1]。當(dāng)然，利用計(jì)算機(jī)繪圖也是當(dāng)今理工科大學(xué)生必備的一項(xiàng)技能[2-3]。CAD制圖是高校普遍開設(shè)的一門主干課程[4-5]。通過(guò)學(xué)習(xí)該課程使學(xué)生初步具備正確使用計(jì)算機(jī)和繪圖軟件，較為熟練地繪制專業(yè)工程圖紙，并能借助繪圖軟件計(jì)算、分析數(shù)據(jù)的能力，為將來(lái)從事工程設(shè)計(jì)、施工與管理提供基本技能。CAD制圖課程具有基礎(chǔ)理論與工程技能訓(xùn)練的雙重特點(diǎn)，也是聯(lián)系基礎(chǔ)課與專業(yè)課的紐帶。CAD課程的教學(xué)因?qū)I(yè)不同而有所差異，為此，針對(duì)采礦工程專業(yè)CAD制圖課程的教學(xué)內(nèi)容、教學(xué)方法和考核方式，分享近年來(lái)的一些教學(xué)體會(huì)，以饗采礦專業(yè)的同行和學(xué)生。
一、采礦工程專業(yè)CAD制圖課程的教學(xué)內(nèi)容
（一）課堂教學(xué)內(nèi)容
古人云：“巧婦難為無(wú)米之炊”，“言之無(wú)物，行而不遠(yuǎn)”，所以，要上好一門課，首先要組織好的教學(xué)內(nèi)容。教材與教學(xué)內(nèi)容是高校課程教學(xué)的質(zhì)量保障[6]。眾所周知，自八十年代2.17版本的AUTOCAD軟件引入中國(guó)，到目前已有數(shù)十個(gè)版本�，F(xiàn)在Autodesk公司幾乎每年要推出一個(gè)新版本。國(guó)內(nèi)與之相對(duì)應(yīng)的教材也層出不窮，五花八門。有的教材專業(yè)特色明顯，比如：土木工程專業(yè)
的CAD教材[7]，機(jī)械專業(yè)的CAD教材[8]，等等，但唯獨(dú)沒(méi)有與采礦專業(yè)相結(jié)合的、真正適合采礦專業(yè)的CAD教材。筆者從八十年代開始就一直使用CAD繪圖，而且借助AUTOCAD軟件進(jìn)行了二次開發(fā)，對(duì)CAD教材內(nèi)容和版本比較熟悉
，在綜合比較后，選定AUTOCAD2004版軟件和相應(yīng)的教材作為采礦專業(yè)CAD課程教學(xué)的基本內(nèi)容。
先進(jìn)的繪圖軟件和優(yōu)秀的教材是上好這門課的前提，可以照本宣科？非也。因?yàn)楹玫慕虒W(xué)內(nèi)容是關(guān)鍵，為此必須精心組織教學(xué)內(nèi)容，按照由淺入深、循序漸進(jìn)的步驟重新梳理出以“線-點(diǎn)-面-圖形編輯-圖形管理”為順序的教學(xué)內(nèi)容。第一堂課就讓學(xué)生動(dòng)手繪制簡(jiǎn)單的圖形，讓學(xué)生在學(xué)習(xí)中找到成就感。待學(xué)生對(duì)CAD制圖有了一定基礎(chǔ)后，再系統(tǒng)介紹一些軟件方面的應(yīng)用知識(shí)，比如：利用area命令求面積等。
在繪制圖形案例教學(xué)中，沒(méi)有選用教材中的圖例，而是與采礦工程專業(yè)實(shí)際工程相結(jié)合，先讓學(xué)生繪制簡(jiǎn)單、有用的實(shí)際工程圖紙，比如，讓學(xué)生自己選擇工程圖中的標(biāo)準(zhǔn)圖框A0到A4號(hào)作為案例進(jìn)行繪制，圖框是由豎線和水平線構(gòu)成，使學(xué)生掌握基本的繪圖命令，圖框繪制完成并保存待參加工作后利用（因?yàn)楣こ虉D的標(biāo)準(zhǔn)圖框全國(guó)統(tǒng)一的）；然后，再繪制完整的采礦專業(yè)工程圖紙，這樣可以使學(xué)生平時(shí)的課程繪圖練習(xí)做到連續(xù)性和完整性，也很有成就感。
（二）學(xué)生課堂練習(xí)內(nèi)容
CAD課是一門操作性非常強(qiáng)的基礎(chǔ)課，學(xué)生在學(xué)習(xí)過(guò)程中不但要?jiǎng)幽X，而且要?jiǎng)邮植僮鳌Ｒ虼�，在安排學(xué)生課堂練習(xí)方面，選擇了5套獨(dú)立的實(shí)際工程圖紙，由易到難讓學(xué)生練習(xí)。先是一套三居室的建筑房屋平面圖，只給定了建筑物的中心線輪廓及相關(guān)尺寸，讓學(xué)生繪制CAD房屋平面圖；然后，要求學(xué)生按照自己的喜好進(jìn)行室內(nèi)裝修，繪制一個(gè)房屋裝修平面布置圖，包括瓷磚、衛(wèi)生間馬桶及家具等，這樣一方面讓學(xué)生練習(xí)基本功，同時(shí)又發(fā)揮了學(xué)生的自主創(chuàng)造性，也讓學(xué)生在練習(xí)中增加了對(duì)基本生活常識(shí)的了解，比如：門的寬度，床的大小與規(guī)格等，也可以防止學(xué)生相互抄襲。學(xué)生有了一定繪圖基礎(chǔ)后，再繪制與采礦專業(yè)有關(guān)的工程圖紙。筆者結(jié)合自己在國(guó)外的相關(guān)工程經(jīng)歷選擇了一套全英文工程圖紙中的一個(gè)三心拱隧道斷面圖讓學(xué)生繪制。一方面公路隧道與井工采礦的巷道相類似，而且三心拱斷面在所有巷道（隧道）類設(shè)計(jì)中難度最大，另一方面還可以開闊學(xué)生眼界，增長(zhǎng)見(jiàn)識(shí)。第三套圖紙是繪制一個(gè)煤礦的綜合地質(zhì)柱狀圖。綜合地質(zhì)柱狀圖是反映礦區(qū)地層結(jié)構(gòu)和巖體屬性特征的重要成果圖件之一，是以文字描述為主的圖紙。通過(guò)訓(xùn)練可以讓學(xué)生掌握CAD軟件文字輸入與編輯基本功。第四套圖是繪制《采礦工程設(shè)計(jì)手冊(cè)》[10]中的刀把式井底車場(chǎng)平面圖。井底車場(chǎng)是聯(lián)接井下大巷運(yùn)輸和井筒提升的樞紐，它擔(dān)負(fù)著煤炭、矸石、物料、人員的轉(zhuǎn)運(yùn)任務(wù)，在整個(gè)井下運(yùn)輸系統(tǒng)中起著非常重要的作用[11]。第五套圖是繪制《采煤學(xué)》[12]課本中的一個(gè)采區(qū)布置示意圖，包括平面圖和剖面圖，讓學(xué)生自己設(shè)計(jì)與繪制，包括采區(qū)尺寸等需要學(xué)生去查找。一個(gè)礦山的采礦工程主要由地面（工業(yè)廣場(chǎng)）、井底車場(chǎng)和采區(qū)組成，所以，選擇這些部位的圖紙讓學(xué)生繪制，使學(xué)生不僅學(xué)習(xí)了CAD制圖，而且與采礦工程專業(yè)的知識(shí)緊密結(jié)合，達(dá)到了事半功倍的效果。
二、CAD課程的教學(xué)方法
教師的職責(zé)，自古有之，即師者，傳道、授業(yè)、解惑也。那么作為采礦專業(yè)的教師，如何上好CAD制圖課？“沒(méi)有愛(ài)就沒(méi)有教育”。作為一名CAD制圖課的教師，首先要熱愛(ài)教師職業(yè)，熱愛(ài)這門課程，這樣才有動(dòng)力去鉆研CAD課程的教學(xué)內(nèi)容，研究教學(xué)方法，認(rèn)真組織教學(xué)。
（一）充分調(diào)動(dòng)學(xué)生的積極性
重慶大學(xué)采礦工程專業(yè)CAD課安排在大學(xué)二年級(jí)上學(xué)期。由于大二的學(xué)生對(duì)所學(xué)專業(yè)仍不甚了解，部分學(xué)生感覺(jué)迷茫，總認(rèn)為自己的專業(yè)不如別人，學(xué)一行厭一行，對(duì)專業(yè)課學(xué)習(xí)的積極性不高。所以，筆者上第一堂課時(shí)，沒(méi)有正面強(qiáng)調(diào)CAD課如何重要，而是采用發(fā)問(wèn)的方式，詢問(wèn)學(xué)生有哪些方式可以掙錢謀生？答案五花八門。筆者歸納學(xué)生的答案，即：說(shuō)，做藝人說(shuō)相聲、唱歌或節(jié)目主持等，可以掙錢謀生；寫，寫小說(shuō)成作家可以掙錢謀生；畫，成為畫家或工程師畫圖紙、搞設(shè)計(jì)，可以掙錢謀生。當(dāng)然，還有肩扛背馱也可以掙錢謀生。通過(guò)比對(duì)，讓學(xué)生明白學(xué)習(xí)的重要性。此外，筆者還下載了國(guó)內(nèi)知名的與礦山有關(guān)的大型企業(yè)和設(shè) 計(jì)院招聘廣告，把這些企業(yè)對(duì)采礦專業(yè)人員的職業(yè)要求展示給學(xué)生，讓學(xué)生知曉掌握CAD繪圖技能對(duì)于求職就業(yè)的重要性。
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CAD課程是一門實(shí)用性和操作性非常強(qiáng)的基礎(chǔ)課程。雖然沒(méi)有深?yuàn)W的理論和繁瑣的公式，但操作使用命令比較多，命令之間沒(méi)有連貫性。所以，筆者在教室選擇上，除了要求有多媒體之外，還要求每位學(xué)生要有一臺(tái)電腦。這樣，筆者在講臺(tái)上講述完一個(gè)操作命令，馬上要求學(xué)生在自己的電腦上進(jìn)行操作，現(xiàn)場(chǎng)答疑。對(duì)學(xué)生的問(wèn)題，教師要耐心指導(dǎo)，要求學(xué)生靈活掌握命令的`使用與操作，切忌死記硬背。
�。ㄈ┡c實(shí)際工程相結(jié)合并延伸CAD的應(yīng)用
在學(xué)生繪圖練習(xí)案例選擇方面，密切與采礦工程專業(yè)結(jié)合，并把CAD的使用在專業(yè)方面進(jìn)行延伸，緊扣實(shí)際工程，讓學(xué)生體會(huì)到成就感。比如，計(jì)算礦量時(shí)，根據(jù)底板等高線計(jì)算礦體的面積，有的借助求積儀來(lái)求面積，學(xué)了CAD后，就可以直接用Area命令求面積，計(jì)算礦量；還有利用CAD直接繪制地質(zhì)剖面圖，確定點(diǎn)的坐標(biāo)，按照一定的坡度尋求最佳礦區(qū)道路路線，等等。
三、CAD課程考核方式
考試是檢查、考核學(xué)生對(duì)知識(shí)掌握情況的一種手段，課程考試在人才培養(yǎng)過(guò)程中起著“指揮棒”的作用，對(duì)高校人才培養(yǎng)模式的構(gòu)建和培養(yǎng)目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)有著深遠(yuǎn)的影響[13]。社會(huì)對(duì)創(chuàng)新型人才的要求絕不是一個(gè)純粹的知識(shí)蓄積者，而是一個(gè)知識(shí)的運(yùn)用者[14]。所以，筆者在征得相關(guān)部門同意
后，取消了期末一卷定終身的閉卷考核模式，將考試納入到平時(shí)的案例練習(xí)中，要求學(xué)生在課程結(jié)束后，按照正規(guī)要求提交5套圖紙，最后根據(jù)5套圖紙的繪制質(zhì)量以及課堂學(xué)習(xí)情況評(píng)定學(xué)生的最終成績(jī)。
四、結(jié)語(yǔ)
CAD課是一門實(shí)用性和操作性非常強(qiáng)的基礎(chǔ)型課程。用CAD制圖是工科專業(yè)大學(xué)生必備的基本技能。如何教好該課程，讓學(xué)生終生受益，探索建立一套“由淺入深、循序漸進(jìn)、密切結(jié)合實(shí)際、體現(xiàn)專業(yè)特色”的教學(xué)方法值得CAD教學(xué)同行專家深入思考，不斷完善，找到更多有效的舉措，共同推動(dòng)采礦工程專業(yè)CAD制圖課程教學(xué)上新臺(tái)階。參考文獻(xiàn)：
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